JP2005255155A - エアバッグ構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】改善された自動車用のエアバッグ構築物を提供する。
【解決手段】構築物は、非円形の多角形パネルを使用する。これにより、円形パネルを用いる同等のエアバッグによってこれまで達成されていた収納効率よりも高い収納効率が得られる。さらに、本構築物は、エアバッグが、生地を構成する糸の強度ならびに生地構築物のエネルギー吸収を完全に利用することを可能にし、同等の性能レベルにおいて比較的低い靱性の糸および／または材料を使用することを可能にする。
【選択図】図６

Description

本発明は、エアバッグ構造体に関する。

通常、運転者側部エアバッグは、膨張したときにエアバッグが対称的であって、自動車事故の際に占有者の完全な保護を与えるように、円形パネルから作製される。また通常、エアバッグは、先導端部パネルの軌跡を制御するため、および膨張したときに所望の深さを与えるのを助けるために、内部テザーを含んでいる。円形の前部および後部パネルは、所与の幅の生地において十分に収納されず、その結果として、収納(nesting)効率はそれほど良いとは言えない。例えば、通常の運転者エアバッグの収納効率は、バッグ成分の残り(例えば、テザーおよび強化材)を円形ピース間に創製される間隙中に収納する場合であっても、８０〜８５％の範囲内である。

本願発明者は、以前に、収納の効率を改善するために、５を越える側部を有する多角形のバッグパネル(前部および後部)を提案した。しかし、当業者には理解されるように、約５またはそれ以上の側部を有するパネルは、結局は円の形状に近いものとなり、従って、円形バッグの欠点の一部を有する。

本発明は、上記のような欠点のないエアバッグ構築物を提供する。

本発明は、前部および後部パネルを有するエアバッグ構築物であって、これらパネルのそれぞれが全体的に非円形であり(即ち、円に近くない形状を有し)、これら前部および後部パネルが、エアバッグにおいて、前部パネル中の少なくとも１本の糸が後部パネル中の少なくとも１本の糸に対して斜め(バイアス)になるように配向しているエアバッグ構築物を提供するものである。本発明の多くの態様において、各パネルは縦糸および横糸を含有し、各パネル中の縦糸および横糸は互いに斜めに配置される。好ましくは、これらパネルは、多角形の形状にあり、３〜４側部を有する。

本発明の構築物は、円形パネルを用いる同等のエアバッグによってこれまで達成されていた収納効率よりも高い収納効率を可能にする。さらに、本構築物は、エアバッグが、生地を構成する糸の強度ならびに生地のエネルギー吸収を完全に利用することを可能にし、同等の性能レベルにおいて比較的低い靱性の糸を使用することを可能にする。

本明細書において多くの態様を、具体的に織生地(ここでは、縦および横に伸びる糸がそれぞれ縦糸および横糸に相当する)に関連して説明するが、本発明に従って作製されるバッグは、縦糸または横糸レイド(laid)生地、横糸挿入縦編生地、横糸挿入生地、ニードルパンチ生地などを包含するがこれらに限定されない他の材料からも作製しうることが特記される[このような生地が、縦(例えば縦糸)および横(例えば横糸)の方向に方向性を有するなら]。従って、本明細書において、縦糸および横糸方向について言及されているときには、これらは、本明細書中に記載される他の形態の生地構築物の対応する縦および横に伸びる糸を包含することが同様に意図されていると理解すべきである。

以下の本発明の詳細な説明において、本発明の特に好ましい態様を、本発明の完全な理解を可能にするために記載する。これが、本発明を記載された特定の好ましい態様に限定することを意図するものではないことは理解されるであろう。また、本発明の説明の際に特定の用語が使用されているが、このような用語は、説明の目的で使用されたものであり、限定の目的で使用されたものではないことが理解されるであろう。

図面を参照すると、図１は、従来技術の円形エアバッグ構築物の作製に使用される円形パネル１０の収納(nesting)配置を示すものであり、１片の生地Ｆから円形パネルをどのように裁断するかを示すものである。示されているように、この構築物は、約８５％またはそれ未満の収納効率(これらのパネルを供するのに必要な生地の全平方ヤードで割った、パネルを構成する生地の平方ヤードと定義される)が可能であるにすぎない。

図２Ａおよび２Ｂは、通常の円形エアバッグを形成するために使用される裁断パネルを示すものである。示されているように、２つの円形パネル１０Ａ、１０Ｂ(前部および後部パネルを規定する)が裁断され、この場合、これらを互いに対して４５度回転させて、生地の伸びを最適化することができる(当業者には理解されるであろうが、織生地は、縦糸および横糸の方向におけるよりも、斜め方向において最大の伸びを有する)。４５°回転しているように示されているが、他の斜め角度を本発明の範囲内で使用しうることが特記される。好ましくは、この角度は約２７〜６５°の範囲内であろう。しかし、図３および４に示されているように、これらパネルを、円周辺の８つの等間隔領域Ｒにおいて一緒にシーム(継合)したときに、一方の生地層の１本または２本の糸だけがシーム内に捕捉される。長さＬ１、Ｌ２およびＬ３に示されるように、パネル１０Ｂの主要ではない(マイナーな)部分だけがシーム内に捕捉される。結果として、これら８つのポイントＲにおけるエアバッグの強度が損なわれ、これらのポイントが、熱浸食およびシームコーミング(seam combing)を受けやすい弱いスポットを規定する。従来のエアバッグの円形形状のゆえに、これらの弱いスポットを回避するのはこれまで不可能であった。

図５は、本発明の１つの態様において使用しうる正方形パネル２０の収納配置を示すものである。示されているように、正方形の直線側部を互いに直接的に次に合わせることができるので、ほぼ１００％の収納効率を達成することができる。当業者には理解されるであろうが、使用する生地の幅が正方形の横寸法の倍数であるときには、実質的に１００％の生地を利用することができる。また、この適用目的のために、使用する生地が正方形パネルの幅の倍数よりも大きい幅のものであるときにも、残りの生地は、パネルの非効率な収納性というよりも生地幅の結果であるので、なお１００％の収納効率が達成されると考えられる。

図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示されているように、この態様においては、第１および第２の正方形パネル２０Ａ、２０Ｂは、縦糸および横糸がパネル端部に通常は平行して走るように、織生地から裁断される。これらのパネルは、エアバッグの前部および後部パネルを規定する。一方のパネルを、他方に対してある角度で回転させて(図６Ｃに示されているように)、前部パネル中の糸が、後部パネル中の糸に対して斜めになるようにする。この態様においては、２つのパネルの周辺を一緒にシームする。これにより、図７に示されているように、周辺をジグザグで進むシームを有する三次元構造が得られる。互いに対して４５度の角度にあるように示されているが、他の斜め角度を本発明の範囲内で使用しうることが特記される。また、示した４側部パネルは正方形であるが、他の４側部の形状(例えば長方形)を本発明の範囲内で使用しうることが特記されるべきである。

図９は、３０に示されるような丸くしたかど３２を有する全体的に正方形のパネルを使用して作製しうる、本発明の別の態様を示すものである。示されているように、この態様のパネル３０は、所望により、凹側部３４を有することもできる。この修飾された正方形の形状は、鋭角のかどをシームしなくてよいので、パネルを一緒に縫合するのを容易にすることがわかった。この態様に従って作製されるパネルの収納配置を図８に示す。

図１０は、複数の三角形パネル４０Ａ、４０Ｂのための、さらに別の収納配置を示すものである。図１１Ａおよび１１Ｂは、生地Ｆから取った後の三角形パネル４０Ａ、４０Ｂを示し、図１１Ｃは、これらパネルを一緒にシームする前に、これらを互いに対してどのように配向させるかを示す。示されているように、縦糸または横糸は、１つの三角形端部に平行して走り、パネルは、糸が互いに対して斜めに配置されるように、互いに対して配置される。即ち、２つの三角形パネルを、最初は、それぞれのパネルの縦糸および横糸が同じ方向で走るように互いに対して配置したときには、一方のパネルを、他方のパネルに対してある角度で回転させて、パネルの輪郭が通常は６先端の星形状を形成し、一方のパネルの糸が他方に対して斜めになるようにする。次いで、一方のパネルの先端を、他方のパネルの直線側部の中心に結合させ、パネルの周辺を一緒にシームする。鋭角のかどを有するように示されているが、この態様は、正方形パネルデザインの丸くした態様と同様に、丸くしたかどおよび／または凹側部を有することもできることが特記される。さらに、これが正三角形であるように示されているが、他の３側部形状を本発明の範囲内で使用することができる。

図１２は、図１１Ａ、１１Ｂおよび１１Ｃに示されるパネル４０Ａおよび４０Ｂを使用して作製されたエアバッグを示すものである。示されているように、この構造は、シームされた三次元形態にある(即ち、膨張前に)。

図１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃは、本発明のさらに別の態様の作製に使用しうるパネルを示すものである。この態様は、図６および７に示したものと同様であるが、さらに前部および後部パネルの間に中間ストリップ様パネルを含み、これが、同等の膨張容積を有するバッグを、より小さい前部および後部パネルから達成することを可能にする。結果として、より高い収納効率を達成することができる。この態様においては、第１および第２の４側部パネル５０Ａおよび５０Ｂを、図６に関連して上記したようにして裁断する。しかし、この態様においては、追加の生地パネル５２を前部および後部パネルの中間に供する。前部および後部パネル５０Ａ、５０Ｂは、一方の糸が他方の糸に対して斜めになるが、しかしパネルを直接的に一緒に結合させるのではなく、周辺の側部パネル５２が２つの間にシームされるように配置される。このようにして、さらなる三次元を容易に供することができる。これは、図に示されるようにして前部および後部パネル構成ピースを食い違わせ、パネル５０Ｂのかど５４をパネル５０Ａの中心領域５６にシームし、次いで図６および７に関連して行ったようにして全周辺の周りをシームし、これによりパネル５２をシームに沿って前部および後部パネルの間に確保することによって行うことができる。得られるバッグを図１５に示す。３つの独立したピースであるとして示されているが、これらピースは、その隣接端部を独立したピースに完全に裁断するのではなく結合したまま残すように、裁断することもできることが特記される。さらに、正方形パネルとの組合せで示されているが、この側部バンドを、本発明の態様のいずれかと組合せて供しうることが特記される。

先に記載したように、本発明は、同じ強度のエアバッグにこれまで必要とされていた引張強度よりも低い引張強度を有する生地の使用を可能にする。図１６は、本発明のバッグの作製に使用しうる横糸挿入縦編生地６０を示す。示されているように、この生地は、全体的に縦に伸びる糸６２および６４ならびに横に伸びる糸６６(この糸は、縦に伸びる糸６２および６４に対して全体的に直角に伸びる)を含んでいる。このような生地を本発明のエアバッグの作製に使用したときには、前部パネル中の糸６２、６４および６６は、後部パネルの糸に対して斜めに配向されるであろう。

図１７は、本発明のエアバッグクッションの作製に使用しうる別の生地構築物を示すものである。この生地７０は、縦に伸びる縦糸７２ならびに全体的に縦に伸びる糸７４を有する。

図１８は、本発明のさらに別の態様を示すものである。この態様においては、全体的に長方形のパネル８０Ａおよび８０Ｂを使用して、全体的に長方形のエアバッグを創製する。これらのパネルを、正方形および三角形のバッグに関連して上で説明したようにして、一緒に結合する。

運転者側部エアバッグに関連して具体的に説明したが、本発明のバッグ構築物をあらゆるエアバッグにおいて使用しうることが特記される。記載した構築物は、従来のエアバッグ構築物を越える多数の利点を与える。例えば、従来の円形エアバッグに固有の弱いスポットが回避される。さらに、バッグが三次元形状を有して形成されるので(膨張前の円形エアバッグの二次元形状とは対照的に)、より小さい寸法の生地を用いて等しい容積を有するようにバッグを作製することができる。例えば、通常の５４リットル円形エアバッグは、バッグが膨張したときに生じる直径の減少を調整するために、通常は直径２８インチのパネルを必要とするであろう。対照的に、本発明に従って作製される同様の５４リットルエアバッグは、長さおよび幅が２４インチの正方形パネルを用いて作製することができる。さらに、本発明のバッグは、テザーがあるときおよびないときの両方において、より高い破裂強度を有することが示された(下記で説明する)。本発明に従って作製したバッグは、同じ生地から作製した円形エアバッグによって達成される破裂強度を越えているので、本発明の構築物は、円形構築物にこれまで必要とされていた靱性よりも低い靱性の生地の使用を可能にするであろう(例えば、比較的低い靱性の糸、比較的低コストの生地構築物、比較的低度に構築された生地、またはこれらの組合せの使用を可能にする)。

本発明の構築物は、必要な特性を与えるあらゆる生地または材料から作製することができ、所望により、被覆、積層などを行うことができる。例えば、エアバッグは一般にナイロン６-６から作製される。他の糸および繊維には、ポリエステル繊維、ナイロン６繊維、他の合成繊維、天然繊維またはこれらのブレンド、スパン糸、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸など(任意の所望のデニールにある)が含まれるが、これらに限定はされない。また、生地およびバッグは、被覆および／または皮膜を含むこともでき、これらには、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、ポリプロピレン、ポリエステルウレタン、ポリプロピレン、ポリアミド、エチレンビニルアセテート、ポリエステルなどが含まれるが、これらに限定はされない。

本発明の方法は、非円形の幾何形状を有する第１および第２の生地パネル(これらパネルは、全体的に直角に交差する縦および横に伸びる糸を含んでなる)を供することを包含する。次いで、これらパネルを、前部パネル中の糸が後部パネル中の糸に対して斜めになるように、一緒に確保する(直接的にまたは側部バンドピースを介して)。シーム形成は、任意の通常の方法で行うことができるが、縫合によって行うのが望ましい。しかし、他の方法、例えば、溶接、接着剤結合、超音波シールなど、およびこれらの組合せを、本発明の範囲内で使用することができる。

エアバッグ破裂試験
エアバッグを下記のように製造した。全てを、通常のエアバッグにおいて使用される種類の生地(６３０デニールのナイロン６-６糸から織った、４１縦糸／インチおよび４１横糸／インチを有する平織り未被覆生地)から作製した。テザーを有するバッグは、バッグパネルと同じ種類の生地から作製され、通常の方法で結合させた１１インチ長さのテザーを有していた。テザーを有するバッグの膨張容積をチェックしたところ、１ｐｓｉの内部バッグ圧力において５４±２リットルであることがわかった。バッグ破裂試験法は、「Bag Burst Test Procedure」と題する刊行物[１９９４年８月１０日にAutolivから刊行、試験番号Ｎo.ＳＯ４４、これは当業者には既知であり、容易に入手できる]に記載されているＩＳＯバッグ破裂圧力法の変形法であった。試験タンクを１２５ｐｓｉに加圧し、１つの４インチ穴を有するオリフィスプレートを用いて膨張器からのガス流速に似せた。バッグ中の通気孔に、バッグと同じ材料を用いて試験用に栓をした。後部パネルの内側に栓を縫合して、通気孔が完全に覆われ、縫合閉鎖されていることを確実にした。バッグ中の最大圧力を、膨張タンクの点火の１２０ミリ秒以内に記録した。６２リットル未満の容積の通常の運転者エアバッグは、このような条件下で破裂するであろう。

各タイプの１０個のクッションを試験し、その成績を平均した。この結果を下記の表に挙げる。

本明細書に本発明の好ましい態様を記載し、特定の用語が使用されているが、これらは一般的および説明的な意味においてのみ使用され、限定のためのものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲において規定される。

図１は、従来技術の円形エアバッグパネルの通常の収納配置を示す図である。 図２Ａおよび２Ｂは、図１において裁断した種類の２つのパネルを示す図であり、全体的に直角の糸の組が、図３において重ねられているように配向している。 図３は、シーム形成のために互いに重なった図２Ａおよび２Ｂのパネルの平面図である。 図４は、図３の領域の拡大図である。 図５は、本発明において使用しうる正方形パネルの収納配置を示す図である。 図６Ａおよび６Ｂは、本発明の前部および後部パネルを示す図であり、図６Ｃは、これらのパネルが一緒に確保するために配向されていることを示す図である。

図７は、図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示したパネルから形成されるバッグを示す図である。 図８は、本発明の別態様の収納配置を示す図である。 図９は、図８に示した収納配置から裁断されたパネルの平面図である。 図１０は、本発明のさらに別の態様の収納配置を示す図である。 図１１Ａおよび１１Ｂは、本発明の前部および後部パネルを示す図であり、図１１Ｃは、これらのパネルが一緒に確保するために配向されていることを示す図である。 図１２は、図１１Ａ、１１Ｂおよび１１Ｃに示したパネルを用いて作製したバッグの透視図である。

図１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃは、本発明の別態様の形成のためのパネルを示す図である。 図１４は、図１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃのパネルを、シーム形成のために互いにどのように配向させるかを示す図である。 図１５は、図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、および図１４に示したパネルから作製したバッグを示す図である。 図１６は、本発明のバッグの形成に使用しうる種類の横糸挿入縦編生地を示す図である。 図１７は、本発明のバッグの形成に使用しうる別の生地を示す図である。 図１８は、本発明のバッグの形成に使用しうる別態様のパネルを示す図である。

Claims (23)

1. 前部パネルおよび後部パネルを含んでなるエアバッグクッションであって、前部および後部パネルのそれぞれが非円形形状を有し、パネルのそれぞれが全体的に直角に配置された糸の組を含んでなり、そして、前部パネル中の糸が後部パネル中の糸に対して斜めになっているエアバッグクッション。
2. 前部および後部パネルが、織生地、横糸挿入生地、横糸挿入縦編生地、縦糸または横糸レイド生地、ニードルパンチ生地、およびこれらの組合せからなる群から選択される生地を含んでなる、請求項１に記載のエアバッグクッション。
3. 非円形形状が最大で４つの側部を有する多角形の形状からなる、請求項１に記載のエアバッグクッション。
4. 前部パネルおよび後部パネルの間に伸びる周辺側部パネルをさらに含んでなる、請求項１に記載のエアバッグクッション。
5. 前部および後部パネルが丸くしたかどを有する、請求項１に記載のエアバッグクッション。
6. 前部および後部パネルが凹側部を有する、請求項１に記載のエアバッグクッション。
7. 前部パネルおよび後部パネルを含んでなるエアバッグクッションであって、パネルのそれぞれが最大で４つの側部を有する多角形の形状を有し、パネルのそれぞれが少なくとも２つの全体的に直角に配置された糸の組から形成され、そして、前部パネル中の糸が後部パネル中の糸に対して斜めになっているエアバッグクッション。
8. 前部および後部パネルが、織生地、横糸挿入生地、横糸挿入縦編生地、縦糸または横糸レイド生地、ニードルパンチ生地、およびこれらの組合せからなる群から選択される生地を含んでなる、請求項７に記載のエアバッグクッション。
9. 前部パネルおよび後部パネルの間に伸びる周辺側部パネルをさらに含んでなる、請求項７に記載のエアバッグクッション。
10. 前部および後部パネルが丸くしたかどを有する、請求項７に記載のエアバッグクッション。
11. 前部および後部パネルが凹側部を有する、請求項７に記載のエアバッグクッション。
12. 前部パネルおよび後部パネルを含んでなるエアバッグクッションであって、前部および後部パネルのそれぞれが、正方形、長方形、または三角形に近い幾何形状を有し、パネルが全体的に直角に交差する縦糸および横糸を含んでなり、そして、前部パネル中の糸が後部パネル中の糸に対して斜めになっているエアバッグクッション。
13. 前部および後部パネルが三角形に近い幾何形状を有する、請求項１２に記載のエアバッグ。
14. 前部および後部パネルが正方形に近い幾何形状を有する、請求項１２に記載のエアバッグ。
15. 前部および後部パネルが長方形に近い幾何形状を有する、請求項１２に記載のエアバッグ。
16. 前部および後部パネルが丸くしたかどおよび全体的に凹側部を規定する、請求項１２に記載のエアバッグ。
17. 前部および後部パネルの周辺に結合され、これらパネルの間に伸びる周辺側部パネルをさらに含んでなる、請求項１２に記載のエアバッグ。
18. 約９５％またはそれ以上の収納効率を有するエアバッグ収納配置。
19. 以下の工程を含んでなるエアバッグの製造方法：
    非円形の幾何形状を有する第１および第２の生地パネルを供する工程、
    該パネルを、一方のパネル中の少なくとも１本の糸が、他方のパネル中の少なくとも１本の糸に対して斜めになるように配向させる工程、および
    該パネルを確保してエアバッグを形成する工程。
20. パネルを確保してエアバッグを形成する工程が、第１および第２の織生地パネルの周辺を互いに直接的に確保することを含んでなる、請求項１９に記載の方法。
21. パネルを確保してエアバッグを形成する工程が、第１および第２の織生地パネルの周辺を中間側部バンド形成パネルに確保することを含んでなる、請求項１９に記載の方法。
22. パネルが全体的に直角に交差する縦および横に伸びる糸を含んでなる、請求項１９に記載の方法。
23. 前部パネルおよび後部パネルを含んでなるエアバッグクッションであって、前部および後部パネルのそれぞれが非円形形状を有し、前部および後部パネルが、前部パネル中の少なくとも１本の糸が後部パネル中の少なくとも１本の糸に対して斜めになるように確保されているエアバッグクッション。

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